Однократное сканирование мозга способно предсказать снижение когнитивных функций точнее, чем длительное наблюдение за уменьшением объема тканей. Итальянские нейробиологи установили: статический «снимок» физического состояния органа служит надежным индикатором будущих проблем с памятью. Результаты исследования, опубликованного в журнале Cortex, предлагают новый подход к выявлению групп риска по деменции.
Почему одни стареют лучше других
С возрастом в мозге человека накапливаются физические повреждения, характерные для болезни Альцгеймера и других форм слабоумия. Однако степень выраженности симптомов у разных людей с одинаковым уровнем микроскопического поражения тканей сильно различается. Некоторые пожилые люди сохраняют ясность ума, даже если физиологические маркеры недуга уже присутствуют.
Ученые называют это явление «мозговым резервом». По сути, это запас прочности, своего рода структурный буфер. Человек с высоким резервом способен дольше сопротивляться патологии, прежде чем у него начнутся провалы в памяти или трудности с логикой. Долгое время медики спорили: что важнее для прогноза — исходный объем мозга или скорость его усыхания?
Спор о динамике и статике
Никола Самбуко, нейробиолог из Университета Бари, решил сравнить два метода оценки рисков. Одни специалисты настаивают на измерении общего объема структур в конкретный момент времени. Другие полагаются на динамику: как быстро уменьшается ткань на протяжении нескольких лет. Выяснение того, что важнее — «начальное железо» или скорость его поломки, помогло бы врачам точнее отбирать пациентов для превентивной терапии.
В исследовании приняли участие 75 добровольцев из базы данных Alzheimer’s Disease Neuroimaging Initiative. Среди них были:
- 26 здоровых пожилых людей;
- 41 человек с умеренными когнитивными нарушениями;
- 8 пациентов с подтвержденной деменцией.
Каждому участнику проводили высокоточную магнитно-резонансную томографию и набор тестов на интеллект. Через 21 месяц процедуру повторили, чтобы сопоставить изменения.
Таламус как скрытый центр памяти
Авторы работы сосредоточились на трех зонах. Это гиппокамп (центр формирования воспоминаний), таламус (глубокое образование, перераспределяющее сенсорные сигналы) и боковые желудочки (полости, которые расширяются при гибели нейронов).
Оказалось, что первичные снимки предсказали будущие проблемы гораздо точнее, чем наблюдение за тем, как мозг уменьшался в объеме за два года. Скорость усыхания тканей практически не коррелировала с падением баллов в тестах. Главную роль играл исходный объем.
Если у пациента при первом же визите гиппокамп и таламус были меньше нормы, через два года его показатели памяти заметно снизились. Увеличенные желудочки также сигнализировали об ускоренном спаде мыслительной активности. Особое внимание привлек таламус. Ранее врачи при диагностике деменции смотрели преимущественно на гиппокамп. Теперь выяснилось, что передние и медиальные отделы таламуса критически важны для сохранения не только памяти, но и гибкости мышления.
Генетика против физического объема
Исследователи проверили данные и на наличие генетической предрасположенности. Они изучали вариант гена, который традиционно связывают с высоким риском альцгеймеровской болезни. Выяснилось, что этот маркер встречался как у тех, кто в итоге заболел, так и у тех, чье состояние оставалось стабильным.
Генетика сама по себе не объясняла разницу в судьбе пациентов. Решающим фактором стал именно физический объем ткани, имевшийся в наличии на старте. Математическая модель, созданная на основе первичных снимков, с высокой точностью отделила тех, чье состояние ухудшится, от тех, кто останется в норме.
Для практической медицины это означает, что врач может один раз отсканировать мозг пациента и, подставив данные в модель, получить прогноз на несколько лет вперед. Это проще и дешевле, чем заставлять человека проходить МРТ ежегодно ради отслеживания динамики атрофии.
Нюансы и ограничения метода
У работы есть свои особенности, которые нужно учитывать. Выборка в 75 человек считается небольшой, что могло скрыть слабые корреляции в скорости атрофии. Кроме того, 21 месяц — слишком короткий срок для нейродегенеративных заболеваний. Возможно, если наблюдать за пациентом десять лет, динамика усыхания мозга все-таки выйдет на первый план.
Также у ученых не было возможности проверить всех участников на наличие амилоидных бляшек — главных «виновников» при болезни Альцгеймера. Без этого нельзя с полной уверенностью сказать, что все случаи ухудшения памяти были вызваны именно альцгеймеровской патологией, а не другими заболеваниями.
Несмотря на это, статические измерения показали свою эффективность. В дальнейшем авторы планируют проверить свою модель на более широкой выборке и добавить в анализ биомаркеры белковых отложений. Это поможет разделить пациентов по конкретным типам заболеваний и сделать прогноз еще точнее.
Информация о методике представлена в статье Baseline brain volumes predict cognitive decline more robustly than atrophy rates: Evidence for brain reserve, опубликованной в научном издании.
Способность одного снимка раскрывать долгосрочные перспективы здоровья меняет подход к ранней диагностике. Вместо того чтобы ждать и наблюдать за медленными изменениями, врачи получают инструмент для оценки «запаса прочности» мозга уже при первом обращении. Это дает шанс начать профилактику или лечение на самом раннем этапе, когда интеллектуальные функции еще не пострадали.
